CN117913949A - 电池储能控制设备及电池储能系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电池储能控制设备及电池储能系统，涉及电池储能设备控制领域，该电池储能控制设备通过设置多个簇内均衡器实现了对各个电池包的精准均衡控制，利用簇间均衡器实现对每个电池簇间的电量均衡控制的同时实现对每个簇内均衡的统一调度均衡控制；由于簇间均衡器与簇内均衡器之间的电流可双向流动，可实现簇内与簇间的电池同步均衡，均衡功率与直流母线完全解耦，从而在不影响正常电池储能系统工作时保证电池储能系统的均衡效果。

Description

电池储能控制设备及电池储能系统

技术领域

本发明涉及电池储能设备控制领域，尤其是涉及一种电池储能控制设备及电池储能系统。

背景技术

电池储能系统中包含多个并联电池簇，每一个电池簇中包含多个串联的电池包，这些电池包经过串并联后输出至储能逆变器中。由于电池包的电池参数会随着时间和充电循环参数的增加而产生变化，因此会产生电池电量不均衡的情况。现有技术中一般只通过被动均衡去实现均衡控制，均衡功率很小，效率低，能量白白消耗还要考虑散热问题，基本无法实现储能大系统对于均衡控制的目标要求；而个别基于电芯级别的主动均衡，受限于PACK包内部体积，均衡功率一般只有几A左右，均衡功率提升有限，而且由于电芯数量多，基于电芯级别的主动均衡成本非常高，并且不能实现簇与簇之间的均衡控制。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电池储能控制设备及电池储能系统，通过设置多个簇内均衡器实现了对各个电池包的精准均衡控制，利用簇间均衡器实现对每个电池簇间的电量均衡控制的同时实现对每个簇内均衡的统一调度均衡控制；由于簇间均衡器与簇内均衡器之间的电流可双向流动，可实现簇内与簇间的电池同步均衡，均衡功率与直流母线完全解耦，从而在不影响正常电池储能系统工作时保证电池储能系统的均衡效果。

第一方面，本发明实施方式提供了一种电池储能控制设备，该电池储能控制设备用于控制电池储能系统中各簇电池的储能均衡过程；其中，各簇电池包含多个电池包；

电池储能控制设备包括：簇间均衡器和多个簇内均衡器；

其中，簇内均衡器为双向隔离的直流-直流转换器；簇内均衡器的输入侧与电池包的电极相连接；簇内均衡器的输出侧并联于簇间均衡器的输入侧；

簇间均衡器为双向降压变换器；簇间均衡器的输出侧串联接入至各簇电池包中。

在一种实施方式中，簇内均衡器中设置有第一变压器；

第一变压器的原线圈电路中包括：第一开关、第一电容、第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管和第二电容；其中，第一开关的一端与电池包的正极相连接；第一开关的另一端分别与第一电容的一端、第一场效应管的漏极、第三场效应管的漏极相连接；第一场效应管的源极分别与第二场效应管的漏极以及第二电容的一端相连接；第二电容的另一端与原线圈电路中的原线圈一端相连接；原线圈电路中的原线圈另一端分别与第三场效应管的源极以及第四场效应管的漏极相连接；电池包的负极分别与第一电容的另一端、第二场效应管的源极以及第四场效应管的源极相连接；

第一变压器的副线圈电路中包括：第三电容、第五场效应管、第六场效应管、第七场效应管和第八场效应管；其中，副线圈电路中的副线圈的一端分别与第五场效应管的源极以及第六场效应管的漏极相连接；副线圈电路中的副线圈的另一端分别与第七场效应管的源极以及第八场效应管的漏极相连接；副线圈电路中的第一输出侧分别与第三电容的一端、第五场效应管的漏极以及第七场效应管的漏极相连；副线圈电路中的第二输出侧分别与第三电容的另一端、第六场效应管的源极以及第八场效应管的源极相连接。

在一种实施方式中，第一变压器的原线圈电路还包括：第一保险丝和第一电感；其中，第一保险丝设置在第一开关的一端与电池包的正极之间；第一电感设置在第二电容与原线圈电路中的原线圈一端之间。

在一种实施方式中，第一变压器的原线圈电路还包括：第一电阻和第二开关；其中，第一电阻的一端与第一开关的一端相连接；第一电阻的另一端与第二开关的一端相连接；第二开关的另一端与第一开关的另一端相连接。

在一种实施方式中，第一变压器中还包括多个场效应管的体二极管；其中，每个场效应管的体二极管分别与第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第六场效应管、第七场效应管和第八场效应管并联。

在一种实施方式中，簇间均衡器包括：第三开关、第四电容、第五电容、第九场效应管、第十场效应管、第十一场效应管、第十二场效应管、第十三场效应管、第十四场效应管、第二电感、第三电感以及第四电感；

簇间均衡器的第一输入侧分别与第二电感的一端、第三电感的一端、第四电感的一端以及第五电容的一端相连接；第二电感的另一端分别与第九场效应管的源极以及第十场效应管的漏极相连接；第三电感的另一端分别与第十一场效应管的源极以及第十二场效应管的漏极相连接；第四电感的另一端分别与第十三场效应管的源极以及第十四场效应管的漏极相连接；第三开关的一端分别与第九场效应管的漏极、第十一场效应管的漏极、第十三场效应管的漏极以及第四电容的一端相连接；第三开关的另一端与簇间均衡器的第一输出侧相连接；簇间均衡器的第二输出侧分别与第四电容的另一端、第十场效应管的源极、第十二场效应管的源极、第十四场效应管的源极、第五电容的另一端相连接。

在一种实施方式中，簇间均衡器还包括：第二电阻和第四开关；第二电阻的一端与第三开关的一端相连接；第二电阻的另一端与第四开关的一端相连接；第四开关的另一端与第三开关的另一端相连接。

在一种实施方式中，簇间均衡器还包括：第二保险丝和第五开关；第二保险丝设置在簇间均衡器的第一输出端与第三开关之间；第五开关与第五电容并联。

在一种实施方式中，簇间均衡器还包括：多个场效应管的体二极管；其中，每个场效应管的体二极管分别与第九场效应管、第十场效应管、第十一场效应管、第十二场效应管、第十三场效应管和第十四场效应管并联。

第二方面，本发明实施方式提供一种电池储能系统，该电池储能系统包括多个电池簇以及储能逆变器；其中，每个电池簇通过预设的母线并联后与储能逆变器相连接；

电池簇包括多个串联的电池包以及上述第一方面中提到的电池储能控制设备；其中，电池包设置在母线的正极与负极之间；电池储能控制设备包括：簇间均衡器和多个簇内均衡器；簇内均衡器的输出侧并联后与簇间均衡器的输入侧相连接；簇内均衡器的输入侧与电池包的电极相连接；簇间均衡器的输出侧串联接入至每簇电池包中。

本发明实施方式提供的一种电池储能控制设备及电池储能系统，该电池储能控制设备用于控制电池储能系统中各簇电池的储能均衡过程；其中，各簇电池包含多个电池包；电池储能控制设备包括：簇间均衡器和多个簇内均衡器；其中，簇内均衡器为双向隔离的直流-直流转换器；簇内均衡器的输入侧与电池包的电极相连接；簇内均衡器的输出侧并联于簇间均衡器的输入侧；簇间均衡器为双向降压变换器；簇间均衡器的输出侧串联接入至各簇电池包中。而该电池储能系统包括多个电池簇以及储能逆变器；其中，每个电池簇通过预设的母线并联后与储能逆变器相连接；电池簇包括多个串联的电池包以及电池储能控制设备；电池包设置在母线的正极与负极之间；簇间均衡器的输出侧串联接入至每簇电池包中。该电池储能控制设备通过设置多个簇内均衡器实现了对各个电池包的精准均衡控制，利用簇间均衡器实现对每个电池簇间的电量均衡控制的同时实现对每个簇内均衡的统一调度均衡控制；由于簇间均衡器与簇内均衡器之间的电流可双向流动，可实现簇内与簇间的电池同步均衡，均衡功率与直流母线完全解耦，从而在不影响正常电池储能系统工作时保证电池储能系统的均衡效果。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种电池储能控制设备的单簇系统架构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种电池储能控制设备的均衡工况示意图；

图3为本发明实施例提供的一种电池储能控制设备中簇内均衡器的电路拓扑图；

图4为本发明实施例提供的一种簇内均衡器的电感电压与电流波形图；

图5为本发明实施例提供的一种簇内均衡器的MOS管GS和DS的波形图；

图6为本发明实施例提供的一种电池储能控制设备中簇间均衡器的电路拓扑图；

图7为本发明实施例提供的一种簇间均衡器的上三桥驱动波形图；

图8为本发明实施例提供的一种簇间均衡器的电流波形图；

图9为本发明实施例提供的一种电池储能系统的多簇系统架构示意图。

图标：

100-簇间均衡器；200-簇内均衡器；

T1-第一变压器；K1-第一开关；K2-第二开关；C1-第一电容；C2-第二电容；C3-第三电容；Q1-第一场效应管；Q2-第二场效应管；Q3-第三场效应管；Q4-第四场效应管；Q5-第五场效应管；Q6-第六场效应管；Q7-第七场效应管；Q8-第八场效应管；F1-第一保险丝；L1-第一电感；R1-第一电阻；

K3-第三开关；C4-第四电容、C5-第五电容、Q9-第九场效应管、Q10-第十场效应管、Q11-第十一场效应管、Q12-第十二场效应管、Q13-第十三场效应管、Q14-第十四场效应管、L2-第二电感、L3-第三电感；L4-第四电感；R2-第二电阻；K4-第四开关；F2-第二保险丝；K5-第五开关。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

电池储能系统中包含多个并联电池簇，每一个电池簇中包含多个串联的电池包，这些电池包经过串并联后输出至储能逆变器中。由于电池包的电池参数会随着时间和充电循环参数的增加而产生变化，因此会产生电池电量不均衡的情况。电池不均衡主要表现在每簇单个PACK包内部电芯侧不均衡、每簇PACK包相互之间不均衡、每簇之间的不均衡、电池的不均衡，从而会导致电池包的使用寿命的降低、系统整体电量的缩减，还容易发生过温、过充、过放的风险等问题。

现有技术中一般只通过被动均衡去实现均衡控制，均衡功率很小，效率低，能量白白消耗还要考虑散热问题，基本无法实现储能大系统对于均衡控制的目标要求；而基于电芯级别的主动均衡，受限于PACK包内部体积，均衡功率一般只有几A左右，均衡功率提升有限，而且由于电芯数量多，基于电芯级别的主动均衡成本非常高，并且不能实现簇与簇之间的均衡控制。

在某些前沿研究中，考虑通过簇内PACK电池包与直流母线进行能量交换来实现簇内的均衡控制，只考虑簇内PACK之间的电池均衡，未考虑簇间的电池均衡,解决不了簇间环流、木桶效应等并联适配问题，同时簇内PACK电池均衡拓扑输出与母线相连，在簇内电池均衡模块工作时，势必会与母线进行功率交换，特别是在多个簇内电池均衡器同时工作时，与母线交换的功率很大，若PCS功率一定，母线功率的变化只能以电流的方式重新流入各簇电池包之中，而这个电流没有控制，若流入各簇的电流不一致，相当于人为引入了簇与簇之间的不均衡；

对于簇内均衡器输出侧并联母线，输出的电压恒定于母线电压，不能随意改变，对于谐振全桥拓扑，只能在一定范围内做到软开关，难以实现全范围软开关；

簇内均衡器输出侧并联母线，母线电压较高，该均衡器使用高压器件较多，综合成本较高。

基于此，本发明实施提供了一种电池储能控制设备及电池储能系统，该电池储能控制设备通过设置多个簇内均衡器实现了对各个电池包的精准均衡控制，利用簇间均衡器实现对每个电池簇间的电量均衡控制的同时实现对每个簇内均衡的统一调度均衡控制；由于簇间均衡器与簇内均衡器之间的电流可双向流动，可实现簇内与簇间的电池同步均衡，均衡功率与直流母线完全解耦，从而在不影响正常电池储能系统工作时保证电池储能系统的均衡效果。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种电池储能控制设备进行详细介绍，该电池储能控制设备用于控制电池储能系统中各簇电池的储能均衡过程；其中，各簇电池包含多个电池包。在此基础上，如图1所示，该电池储能控制设备包括：簇间均衡器100和多个簇内均衡器200。

其中，簇内均衡器200为双向隔离的直流-直流转换器；簇内均衡器200的输入侧与电池包的电极相连接；簇内均衡器200的输出侧与簇间均衡器100的输入侧相连接；簇间均衡器100为双向降压并联于并联于变换器；簇间均衡器100的输出侧串联接入每簇电池包中。

该电池储能控制设备的均衡工况示意图如图2所示，首先定义电流方向，对于簇内均衡器输出电流，定义流出电流方向为正，流入的电流方向为负；对于簇间均衡器输入电流，定义流出电流方向为负，流入的电流方向为正。

当簇间电池需要均衡时，簇间均衡器工作，此时：簇间均衡器输入电流iSUM等于各簇内均衡器输出侧电流的和，即：iSUM＝i1+i2+...+i(N-1)+iN；

此时若簇内PACK不需要均衡，则：i1＝i2＝...＝i(N-1)＝iN；若簇内PACK需要均衡，则控制相应的电流大小。

比如PACK1、PACK2的SOC偏高，若i1和i2大于0则相应增加电流值i1和i2，即增加PACK1包和PACK2包输出功率；若i1和i2小于0则相应减小电流值i1和i2，即减小PACK1包和PACK2包输入功率。反而言之，比如PACK1、PACK2的SOC偏低，若i1和i2大于0则相应减小电流值i1和i2，即减小PACK1包和PACK2包输出功率；若i1和i2小于0则相应增加电流值i1和i2，即增加PACK1包和PACK2包输入功率。

不管哪种工况，不管簇内均衡器工作状态是充电还是放电，只要保证所有簇内均衡器输出的电流值的和等于簇间均衡器的输入电流即可。

通过采取这样的电流均衡分配控制方法可以同时满足簇内和簇间的均衡需求。

当簇间电池不需要均衡或者停机状态时，此时：簇间均衡器输入电流iSUM等于0，即：i1+i2+...+i(N-1)+iN＝0；

此时不管簇内均衡器工作状态是充电还是放电，只要保证满足i1+i2+...+i(N-1)+iN＝0即可实现簇内的均衡需求。

总结：只要满足iSUM＝i1+i2+...+i(N-1)+iN，同一时刻簇内均衡器输出电流i1、i2、...、i(N-1)、iN可以为正，可以为负，可以为0，具体大小分配按照PACK包的SOC详细计算得出，控制简单，自由度高。

上述过程详细描述了电池储能控制设备的基本工作策略以及电流均衡分配控制方法，解决簇内与簇间电池均衡；该电池储能控制设备可不与直流母线交换能量，不影响直流母线整体功率，避免直挂直流母线导致的母线波动等其他问题。

具体的，簇内均衡器200的电路拓扑图如图3所示，在一种实施方式中，簇内均衡器中设置有第一变压器T1。

第一变压器T1的原线圈电路中包括：第一开关K1、第一电容C1、第一场效应管Q1、第二场效应管Q2、第三场效应管Q3、第四场效应管Q4和第二电容C2；其中，第一开关K1的一端与电池包的正极相连接；第一开关K1的另一端分别与第一电容C1的一端、第一场效应管的漏极Q1、第三场效应管Q3的漏极相连接；第一场效应管Q1的源极分别与第二场效应管Q2的漏极以及第二电容C2的一端相连接；第二电容C2的另一端与原线圈电路中的原线圈一端相连接；原线圈电路中的原线圈另一端分别与第三场效应管Q3的源极以及第四场效应管Q4的漏极相连接；电池包的负极分别与第一电容C1的另一端、第二场效应管Q2的源极以及第四场效应管Q4的源极相连接。

第一变压器T1的副线圈电路中包括：第三电容C3、第五场效应管Q5、第六场效应管Q6、第七场效应管Q7和第八场效应管Q8；其中，副线圈电路中的副线圈的一端分别与第五场效应管Q5的源极以及第六场效应管Q6的漏极相连接；副线圈电路中的副线圈的另一端分别与第七场效应管Q7的源极以及第八场效应管Q8的漏极相连接；副线圈电路中的第一输出侧分别与第三电容C3的一端、第五场效应管Q5的漏极以及第七场效应管Q7的漏极相连；副线圈电路中的第二输出侧分别与第三电容C3的另一端、第六场效应管Q6的源极以及第八场效应管Q8的源极相连接。

在一种实施方式中，第一变压器的原线圈电路还包括：第一保险丝F1和第一电感L1；其中，第一保险丝F1设置在第一开关K1的一端与电池包的正极之间；第一电感L1设置在第二电容C2与原线圈电路中的原线圈一端之间。

在一种实施方式中，第一变压器的原线圈电路还包括：第一电阻R1和第二开关K2；其中，第一电阻R1的一端与第一开关K1的一端相连接；第一电阻R1的另一端与第二开关K2的一端相连接；第二开关K2的另一端与第一开关K1的另一端相连接。

在一种实施方式中，第一变压器T1中还包括多个场效应管的体二极管；其中，每个场效应管的体二极管分别与第一场效应管Q1、第二场效应管Q2、第三场效应管Q3、第四场效应管Q4、第五场效应管Q5、第六场效应管Q6、第七场效应管Q7和第八场效应管Q8并联，具体如图3所示，不再赘述。

具体的说，簇内均衡器200采用标准DAB电路拓扑，变压器变比1：1，输入侧接PACK电池包正负极。输入侧由保险丝、预充回路、继电器、输入电容、全桥模块、隔直电容、电感、主变压器组成。输出侧由全桥模块、输出电容组成。

为了实现全范围软开关，提高全范围效率，保证电压增益M始终为1，实际控制输出电压Vout始终基本等于Vin。相比输出侧接直流母线方式，原边副边完全对称，设计简单、控制简单、成本最优。

簇内均衡器的电感电压与电流波形图如图4所示，图4中的波形从上往下依次是：电感前电压、电感后电压、电感电压以及电感电流对应的波形。由于采用输出电压跟随输入电压控制策略，此时电感电流波形为标准梯形图。

场效应管即MOS管的GS和DS的波形图如图5所示。可见，驱动GS开通时，DS为0，实现ZVS开通软开关，由于采用输出电压跟随输入电压控制策略，原边副边完全对称，实际工况模拟可以基本实现全范围软开关。

簇间均衡器100的电路拓扑图如图6所示。在一种实施方式中，簇间均衡器100包括：第三开关K3、第四电容C4、第五电容C5、第九场效应管Q9、第十场效应管Q10、第十一场效应管Q11、第十二场效应管Q12、第十三场效应管Q13、第十四场效应管Q14、第二电感L2、第三电感L3以及第四电感L4。

簇间均衡器100的第一输入侧分别与第二电感L2的一端、第三电感L3的一端、第四电感L4的一端以及第五电容C5的一端相连接；第二电感L2的另一端分别与第九场效应管Q9的源极以及第十场效应管Q10的漏极相连接；第三电感L3的另一端分别与第十一场效应管Q11的源极以及第十二场效应管Q12的漏极相连接；第四电感L4的另一端分别与第十三场效应管Q13的源极以及第十四场效应管Q14的漏极相连接；第三开关K3的一端分别与第九场效应管Q9的漏极、第十一场效应管Q11的漏极、第十三场效应管Q13的漏极以及第四电容C4的一端相连接；第三开关K3的另一端与簇间均衡器100的第一输出侧相连接；簇间均衡器100的第二输出侧分别与第四电容C4的另一端、第十场效应管Q10的源极、第十二场效应管Q12的源极、第十四场效应管Q14的源极、第五电容C5的另一端相连接。

在一种实施方式中，簇间均衡器100还包括：第二电阻R2和第四开关K4；第二电阻R2的一端与第三开关K3的一端相连接；第二电阻R2的另一端与第四开关K4的一端相连接；第四开关K4的另一端与第三开关K3的另一端相连接。

在一种实施方式中，簇间均衡器100还包括：第二保险丝F2和第五开关K5；第二保险丝F2设置在簇间均衡器100的第一输出端与第三开关K3之间；第五开关K5与第五电容C5并联。

在一种实施方式中，簇间均衡器100还包括：多个场效应管的体二极管；其中，每个场效应管的体二极管分别与第九场效应管Q9、第十场效应管Q10、第十一场效应管Q11、第十二场效应管Q12、第十三场效应管Q13和第十四场效应管Q14并联。

簇间均衡器100采用三相交错BUCK电路拓扑，满足输出大电流的同时，大大降低输出纹波电流，簇间均衡器输入电压来自簇内均衡器的输出。

簇间均衡器100的上三桥驱动波形如图7所示，上三桥驱动波形相互之间交错120°。

簇间均衡器100的电流波形图如图8所示，图8中的波形从上往下依次为三相电感电流、电容纹波电流以及输出电流对应的波形；通过三相交错技术，使得流过电容的纹波电流大大降低，节省电容的体积和成本，输出电流的纹波也相对很小。

综上所述，本发明实施例中的电池储能控制设备，可通过设置多个簇内均衡器实现了对各个电池包的精准均衡控制，利用簇间均衡器实现对每个电池簇间的电量均衡控制的同时实现对每个簇内均衡的统一调度均衡控制，能过对每个电池簇进行精准的电量均衡控制，可以有效解决簇内簇间电池均衡问题。

本发明实施例提供了一种电池储能系统，如图9所示，该电池储能系统包括多个电池簇以及储能逆变器；其中，每个电池簇通过预设的母线并联后与储能逆变器相连接；

电池簇包括多个串联的电池包以及上述实施例中提到的电池储能控制设备；其中，电池包设置在母线的正极与负极之间；电池储能控制设备包括：簇间均衡器和多个簇内均衡器；簇内均衡器的输入侧与电池包的电极相连接；簇内均衡器的输出侧与簇间均衡器的输入侧相连接；簇间均衡器的输出侧串联接入每簇电池包中。

该实施例中的电池储能系统利用内置的电池储能控制设备，在传统储能拓扑的基础上增加簇内均衡器与簇间均衡器，簇内均衡器为双向隔离DCDC，输入侧直接与PACK包正负极相连，所有簇内均衡器输出侧并联；簇间均衡器为双向BUCK，输入侧来自簇内均衡器并联输出，输出侧串联至每簇之中。该电池储能系统在解决簇内电池包均衡的同时，可以解决簇间电池均衡问题，解决簇间环流、木桶效应等并联适配问题；延长系统寿命、保证系统容量、避免电池发生过温、过充、过放的风险等问题；可以很好的适配梯次电池利用、电池包维护等相关应用场景。

本发明实施例中的电池储能系统，可以有效解决簇内簇间电池均衡问题，解决簇间环流、木桶效应等并联适配问题；延长系统寿命、保证系统容量、避免电池发生过温、过充、过放的风险等问题；可以很好的适配梯次电池利用、电池包维护等相关应用场景。

该电池储能系统创新的采用电流均衡分配控制方法，实现簇内均衡器与簇间均衡器的电流双向流动，使得簇内与簇间电池同步均衡，均衡功率与直流母线完全解耦，不会导致母线功率变化。

本发明实施例所提供的电池储能系统中的电池储能控制设备，其实现原理及产生的技术效果和前述电池储能控制设备实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述数据传输方法实施例中相应内容。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以用软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电池储能控制设备，其特征在于，所述电池储能控制设备用于控制电池储能系统中各簇电池的储能均衡过程；其中，所述各簇电池包含多个电池包；

所述电池储能控制设备包括：簇间均衡器和多个簇内均衡器；

其中，所述簇内均衡器为双向隔离的直流-直流转换器；所述簇内均衡器的输入侧与所述电池包的电极相连接；所述簇内均衡器的输出侧并联于所述簇间均衡器的输入侧；

所述簇间均衡器为双向降压变换器；所述簇间均衡器的输出侧串联接入至所述各簇电池包中。

2.根据权利要求1所述的电池储能控制设备，其特征在于，所述簇内均衡器中设置有第一变压器；

所述第一变压器的原线圈电路中包括：第一开关、第一电容、第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管和第二电容；其中，所述第一开关的一端与所述电池包的正极相连接；所述第一开关的另一端分别与所述第一电容的一端、所述第一场效应管的漏极、所述第三场效应管的漏极相连接；所述第一场效应管的源极分别与所述第二场效应管的漏极以及所述第二电容的一端相连接；所述第二电容的另一端与所述原线圈电路中的原线圈一端相连接；所述原线圈电路中的原线圈另一端分别与所述第三场效应管的源极以及所述第四场效应管的漏极相连接；所述电池包的负极分别与所述第一电容的另一端、所述第二场效应管的源极以及所述第四场效应管的源极相连接；

所述第一变压器的副线圈电路中包括：第三电容、第五场效应管、第六场效应管、第七场效应管和第八场效应管；其中，所述副线圈电路中的副线圈的一端分别与所述第五场效应管的源极以及所述第六场效应管的漏极相连接；所述副线圈电路中的副线圈的另一端分别与所述第七场效应管的源极以及所述第八场效应管的漏极相连接；所述副线圈电路中的第一输出侧分别与所述第三电容的一端、所述第五场效应管的漏极以及所述第七场效应管的漏极相连；所述副线圈电路中的第二输出侧分别与所述第三电容的另一端、所述第六场效应管的源极以及所述第八场效应管的源极相连接。

3.根据权利要求2所述的电池储能控制设备，其特征在于，所述第一变压器的原线圈电路还包括：第一保险丝和第一电感；其中，所述第一保险丝设置在所述第一开关的一端与所述电池包的正极之间；所述第一电感设置在所述第二电容与所述原线圈电路中的原线圈一端之间。

4.根据权利要求2所述的电池储能控制设备，其特征在于，所述第一变压器的原线圈电路还包括：第一电阻和第二开关；其中，所述第一电阻的一端与所述第一开关的一端相连接；所述第一电阻的另一端与所述第二开关的一端相连接；所述第二开关的另一端与所述第一开关的另一端相连接。

5.根据权利要求2所述的电池储能控制设备，其特征在于，所述第一变压器中还包括多个场效应管的体二极管；其中，每个所述场效应管的体二极管分别与所述第一场效应管、所述第二场效应管、所述第三场效应管、所述第四场效应管、所述第五场效应管、所述第六场效应管、所述第七场效应管和所述第八场效应管并联。

6.根据权利要求1所述的电池储能控制设备，其特征在于，所述簇间均衡器包括：第三开关、第四电容、第五电容、第九场效应管、第十场效应管、第十一场效应管、第十二场效应管、第十三场效应管、第十四场效应管、第二电感、第三电感以及第四电感；

所述簇间均衡器的第一输入侧分别与所述第二电感的一端、所述第三电感的一端、所述第四电感的一端以及所述第五电容的一端相连接；所述第二电感的另一端分别与所述第九场效应管的源极以及所述第十场效应管的漏极相连接；所述第三电感的另一端分别与所述第十一场效应管的源极以及所述第十二场效应管的漏极相连接；所述第四电感的另一端分别与所述第十三场效应管的源极以及所述第十四场效应管的漏极相连接；所述第三开关的一端分别与所述第九场效应管的漏极、所述第十一场效应管的漏极、所述第十三场效应管的漏极以及所述第四电容的一端相连接；所述第三开关的另一端与所述簇间均衡器的第一输出侧相连接；所述簇间均衡器的第二输出侧分别与所述第四电容的另一端、所述第十场效应管的源极、所述第十二场效应管的源极、所述第十四场效应管的源极、所述第五电容的另一端相连接。

7.根据权利要求6所述的电池储能控制设备，其特征在于，所述簇间均衡器还包括：第二电阻和第三开关；所述第二电阻的一端与所述第三开关的一端相连接；所述第二电阻的另一端与所述第三开关的一端相连接；所述第三开关的另一端与所述第三开关的另一端相连接。

8.根据权利要求6所述的电池储能控制设备，其特征在于，所述簇间均衡器还包括：第二保险丝和第三开关；所述第二保险丝设置在所述簇间均衡器的第一输出端与所述第三开关之间；所述第三开关与所述第五电容并联。

9.根据权利要求6所述的电池储能控制设备，其特征在于，所述簇间均衡器还包括：多个场效应管的体二极管；其中，每个所述场效应管的体二极管分别与所述第九场效应管、所述第十场效应管、所述第十一场效应管、所述第十二场效应管、所述第十三场效应管和所述第十四场效应管并联。

10.一种电池储能系统，其特征在于，所述电池储能系统包括多个电池簇以及储能逆变器；其中，每个所述电池簇通过预设的母线并联后与所述储能逆变器相连接；

所述电池簇包括多个串联的电池包以及上述权利要求1至9任一项所述的电池储能控制设备；其中，所述电池包设置在所述母线的正极与负极之间；所述电池储能控制设备包括：簇间均衡器和多个簇内均衡器；所述簇内均衡器的输出侧并联后与所述簇间均衡器的输入侧相连接；所述簇内均衡器的输入侧与所述电池包的电极相连接；所述簇间均衡器的输出侧串联接入至每簇所述电池包中。